kdinar-20002000750型空分设备空气预冷系统设计

kdinar-20002000750型空分设备空气预冷系统设计

1空分设备的设计宝钢集团八钢公司能源中心生产装置采用两种类型的ddnar-j-20cm/kg空分设备，均采用空分设备。采用完全真空分子筛、研磨、透平膨胀、全精装瓶装瓶、无氢硅、产品氧气和氮外压缩流程。2空冷塔冷冻水系统该系统主要由空冷塔、水冷却塔、两台常温水泵、两台冷冻水泵及两台冷冻机组成。空冷塔为装有两层塔料的填料塔。空气经空气透平压缩机压缩后送入空冷塔底部,由下往上穿过填料层,被从上往下的水冷却,并同时洗涤部分NOx、SO2、C1-等有害杂质,最后穿越顶部的丝网分离器,进入分子筛纯化系统,出空冷塔空气的温度约为15℃。进入空冷塔的水分为两段。下段由凉水塔来的冷却水,经常温水泵加压送入空冷塔中部,与透平压缩机送入空冷塔下部的含湿热空气热质交换后,从空冷塔底部回凉水塔。上段冷冻水采用闭路循环,由两台冷冻泵及冷冻机组成。上段冷冻水从空冷塔中部抽出,进入水冷却塔与由分馏塔来的纯氮及污氮气热质交换,冷却至14℃后,由冷冻水泵加压(经冷冻机降温后)送入空冷塔顶部,与空气进行热质交换后从空冷塔上段继续回到水冷却塔顶部进行闭路循环再冷却。3检修所发现的白色结晶物2套20000m3/h空气预冷系统冷冻水为闭路循环设计,2006年9月1#20000m3/h制氧机空气预冷系统检修时在水冷塔底部发现大量白色结晶物;2007年5月2#20000m3/h循环冷冻水量由正常时的56m3/h逐渐下降,检修时在空冷塔冷冻水喷头及空冷塔、水冷塔底部均发现大量白色结晶物。2007年10至11月1#、2#20000m3/h制氧机检修时在空冷塔、水冷塔底部均发现白色结晶物,如此频繁的结晶,影响了制氧机组的稳定运行,严重时必须停机处理。4循环水系统浓缩个数(1)空气预冷系统水冷塔出水冷冻水温度在5～7℃,随着水中钙离子浓度的不断升高,在其他离子的影响下,易形成结晶。(2)空气预冷系统冷冻水为闭路循环设计,长期无排污补水,系统浓缩倍数较高。取冷冻水水样与循环水池水样,分别测定浓缩倍数。循环水池水样的浓缩倍数为2.5,而冷冻水水样的浓缩倍数为7.6,相较整个循环水系统浓缩倍数,空气预冷系统的浓缩倍数高出两倍多,就造成水中的离子浓度升高,易引起结晶。(3)可能是所用的水处理药剂阻垢性能不够或水质控制参数不合适。(4)经垢样分析确定白色结晶物的主要成分为CaCO3。5减少晶界5.1水冷塔操作条件在保证制氧机正常运行的前提下(即保证进分子筛纯化系统空气温度≤15℃),通过调整氮气阀门开度,提高水冷塔出水温度以减缓结晶速度。经多次试验及参数比较,当水冷塔温度在10℃以上时,并通过冷冻机的开停,可以控制进分子筛纯化系统空气温度≤15℃。这样就把水冷塔出水冷冻水温度较原来提高了3～5℃,从而减缓了结晶速度。5.2冷冻水的浓缩(1)在满足制氧机正常运行的前提下(即保证进分子筛纯化系统空气温度≤15℃),打开水冷塔底部排水阀,根据冷冻水水温的变化情况尽可能开大水冷塔自动补水阀(LCV1103)的开度,对空气预冷系统冷冻水进行强制循环。(2)每天进行强制排污一次:将水冷塔水液位从1300～1500mm排放到500mm。(3)在水冷塔底部加装冷冻水取样点,每天对水冷却塔出口冷冻水进行浓缩倍数的测定并与循环水池浓缩倍数进行比较。经过上述调整措施后,现在冷冻水浓缩倍数值与循环水池基本接近。冷冻水浓缩倍数值控制在2.5～4之间。5.3水质关键运行指标的控制上限通过静态阻垢缓蚀试验对在投加一定浓度的阻垢分散剂作用下,测定该循环水系统的极限运行条件包括浓缩倍数、碱度、电导率、pH值、极限Ca2+等水质关键运行指标的控制上限,据此进一步确定系统安全运行的水质管理指标。经测评后,根据试验结果制定出了浊度、总磷、浓缩倍数、碱度、电导率、pH值、极限Ca2+等水质运行指标的控制值,并在实际循环水系统运行中依照各项水质指标的控制值进行管理。6水冷塔自动控制系统在措施实施后考虑,从水冷塔底部排水阀强制排水来改善冷冻水的水质,不利于降低成本。为此,我们从工艺流程操作又进行了改进,通过水冷塔冷却水进水自动调节阀(LCV1105)控制让空冷塔上部冷冻水积液槽积满,积满后积液槽中冷冻水从中部溢流到空冷塔底部回凉水塔,减少空冷塔上部冷冻水回水冷塔的水量;通过水冷塔自动补水阀(LCV1103)增加补水量来控制水冷塔的水位正常。操作改进后,不在从水冷塔底部排水阀强制排水;空气预冷系统冷冻水由闭路循环变为开路循环,达到增强冷冻水的循环改善冷冻水质的目的,降低了用水量。7预冷系统正常运行经过改进后,空气预冷系统内部结晶问题得到了有效的缓解。自2008年1月至今,2套20000m3h制氧机空气预冷系统运行正常,冷冻水量保持平稳,未发生波动现象;2套20000m3/h制氧